低成本采樣保持放大器AD582：特性、規(guī)格與應(yīng)用解析

在電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，采樣保持放大器是一種至關(guān)重要的器件，它能在特定時(shí)刻采集輸入信號(hào)，并保持該信號(hào)值，直到下一次采樣。今天我們要深入探討的是ADI公司的低成本采樣保持放大器AD582，它在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出了卓越的性能。

文件下載：AD582.pdf

一、AD582的特性亮點(diǎn)

高性能集成設(shè)計(jì)

AD582是一款低成本集成電路采樣保持放大器，它將高性能運(yùn)算放大器、低泄漏模擬開關(guān)和JFET積分放大器集成在單塊單片芯片上。只需外接一個(gè)保持電容，就能輕松實(shí)現(xiàn)采樣保持功能。這種集成設(shè)計(jì)不僅降低了成本，還提高了電路的可靠性和穩(wěn)定性。

出色的電氣性能

1. 高采樣/保持電流比：高達(dá)(10^{7})，這個(gè)比值是衡量采樣保持電路優(yōu)劣的重要指標(biāo)，高比值意味著在采樣階段能夠快速為電容充電，而在保持階段電容的漏電極小，從而保證了信號(hào)的準(zhǔn)確采集和保持。
2. 低采集時(shí)間：在不同的條件下，AD582都能實(shí)現(xiàn)快速的信號(hào)采集。例如，當(dāng)(C{H}=100pF)時(shí)，(10V)階躍到(0.1%)的采集時(shí)間為(64/33mu s)；當(dāng)(C{H}=1000pF)時(shí)，(10V)階躍到(0.01%)的采集時(shí)間為(25mu s)。
3. 低電荷轉(zhuǎn)移：典型值小于(2pC)，低電荷轉(zhuǎn)移可以減少失調(diào)誤差，并且允許使用更小的保持電容，從而加快信號(hào)采集速度。
4. 高輸入阻抗：在采樣和保持模式下，輸入級(jí)對(duì)信號(hào)源呈現(xiàn)高阻抗（高達(dá)(pm12V)），即使信號(hào)電平達(dá)到(pm V_{s})，也不會(huì)出現(xiàn)不期望的信號(hào)反轉(zhuǎn)、峰值或保持電壓損失。
5. 靈活的連接方式：可以連接成任何標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)算放大器配置，方便控制增益和頻率響應(yīng)，還能實(shí)現(xiàn)信號(hào)反轉(zhuǎn)等功能。
6. 差分邏輯輸入：提供了靈活的邏輯控制方式，通過(guò)設(shè)置不同的邏輯輸入電壓，可以方便地切換采樣和保持模式。
7. 寬溫度范圍版本可選：有適用于商業(yè)溫度范圍（(0)到(+70^{circ}C)）的“K”版本和擴(kuò)展溫度范圍（(-55^{circ}C)到(+125^{circ}C)）的“S”版本，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

二、AD582的詳細(xì)規(guī)格

AD582的規(guī)格參數(shù)涵蓋了采樣模式特性、傳輸特性、模擬輸入特性、數(shù)字輸入特性和電源供應(yīng)特性等多個(gè)方面。以下是一些關(guān)鍵參數(shù)的簡(jiǎn)要介紹：

采樣模式特性

• 采集時(shí)間：不同電容值和誤差要求下的采集時(shí)間有所不同，反映了器件的響應(yīng)速度。
• 孔徑延遲和抖動(dòng)：孔徑延遲是“保持”命令發(fā)出后開關(guān)完全打開所需的時(shí)間，孔徑抖動(dòng)則是孔徑時(shí)間的不確定性，這兩個(gè)參數(shù)會(huì)影響采樣的準(zhǔn)確性和最大采樣頻率。
• 建立時(shí)間：輸入信號(hào)變化后，輸出達(dá)到指定誤差范圍內(nèi)所需的時(shí)間。
• 下垂電流：穩(wěn)定狀態(tài)下和溫度范圍內(nèi)的下垂電流反映了電容在保持階段的漏電情況。
• 電荷轉(zhuǎn)移：影響采樣到保持的失調(diào)。

傳輸特性

包括開環(huán)增益、共模抑制比、小信號(hào)增益帶寬、全功率帶寬、壓擺率、輸出電阻和線性度等參數(shù)，這些參數(shù)決定了器件在信號(hào)放大和處理過(guò)程中的性能。

模擬和數(shù)字輸入特性

模擬輸入特性包括失調(diào)電壓、偏置電流、輸入電容和電阻等；數(shù)字輸入特性則涉及邏輯輸入電壓、電流和最大差分輸入電壓等，這些參數(shù)為正確使用邏輯控制信號(hào)提供了依據(jù)。

電源供應(yīng)特性

工作電壓范圍為(pm19V)到(pm18V)，電源電流在(R_{L}=infty)時(shí)最大為(4.5mA)（典型值(3mA)），電源抑制比在采樣模式下最小為(60dB)（典型值(75dB)）。

三、AD582的典型應(yīng)用

AD582的應(yīng)用范圍非常廣泛，常見的應(yīng)用場(chǎng)景包括：

采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)

在需要對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行離散采樣的系統(tǒng)中，AD582能夠準(zhǔn)確地采集信號(hào)并保持一段時(shí)間，以便后續(xù)的處理和分析。

D/A去毛刺器

用于消除數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)中的毛刺，提高輸出信號(hào)的質(zhì)量。

模擬解復(fù)用器

將多個(gè)模擬信號(hào)分離出來(lái)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的多路傳輸和處理。

自動(dòng)調(diào)零系統(tǒng)

通過(guò)采樣保持功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)零，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

選通測(cè)量系統(tǒng)

在特定的時(shí)間點(diǎn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣和測(cè)量，適用于需要精確時(shí)間控制的測(cè)量場(chǎng)景。

A/D速度增強(qiáng)

與模數(shù)轉(zhuǎn)換器配合使用，提高模數(shù)轉(zhuǎn)換的速度和精度。

四、AD582的應(yīng)用要點(diǎn)

保持電容的選擇

保持電容的選擇對(duì)AD582的性能至關(guān)重要。對(duì)于高速、精度要求較低的應(yīng)用，可以選擇較小的電容（如(100pF)）；而對(duì)于精度要求較高的(12)位及以上應(yīng)用，則需要選擇較大的電容（如(1000pF)）。同時(shí)，電容應(yīng)選用低介質(zhì)吸收的聚苯乙烯或聚四氟乙烯類型，并且在電路布局時(shí)要注意減少保持電容與數(shù)字或信號(hào)輸入之間的耦合。

電源的穩(wěn)定性

在保持模式下，輸出電壓會(huì)跟隨(-V_{s})電源的變化，因此該電源需要進(jìn)行良好的穩(wěn)壓和濾波處理，以確保輸出信號(hào)的穩(wěn)定性。

邏輯輸入的設(shè)置

通過(guò)對(duì)(+Logic)輸入相對(duì)于(-Logic)的偏置電壓進(jìn)行設(shè)置，可以方便地控制采樣和保持模式。采樣模式的偏置范圍為(-6V)到(+0.8V)，保持模式的偏置范圍為(+2.0V)到((+V_{s}-3V))。

五、總結(jié)

AD582作為一款低成本、高性能的采樣保持放大器，憑借其出色的電氣性能、靈活的連接方式和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，成為了電子工程師在設(shè)計(jì)采樣保持電路時(shí)的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求選擇合適的版本和參數(shù)，并注意保持電容的選擇、電源的穩(wěn)定性和邏輯輸入的設(shè)置等要點(diǎn)，以充分發(fā)揮AD582的性能優(yōu)勢(shì)。

你在使用AD582的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？或者你對(duì)它的應(yīng)用還有哪些疑問(wèn)？歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論。